摘 要：总结了国内外丙烯腈水合法合成丙烯酰胺工艺的研究进展，剖析了现有工艺的缺点，综述了近期新型催化剂研究进展。结合生产对丙烯腈水合法合成丙烯酰胺工艺的发展趋势提出建议。
关键词：丙烯腈；水合法合成；丙烯酰胺；工艺研究
1 引言
丙烯酰胺是合成聚丙烯酰胺的重要有机化工原料。聚丙烯酰胺广泛应用于石油、造纸、采矿、冶金、建材、废水处理等领域，其中消费量最大的领域是油田开采，其次是水处理和造纸业。2010年我国聚丙烯酰胺表观需求量为48万吨，2011年需求量达到56万吨，其中油田开采需求量超过20万吨。其需求量逐年递增，因此，丙烯酰胺技术的优化改进相应意义重大。同美国、日本和西欧国家消费聚丙烯酰胺量相比，我国聚丙烯酰胺的产量较低，但需求量日益增大，我国丙烯酰胺工业的发展前景非常可观。
2 国内外丙烯酰胺合成进展
在丙烯腈水合工艺中，生产技术研发主要集中在提升催化剂活性和产品质量上。根据所用催化剂种类不同，将其分为硫酸水合法、铜系催化剂催化法和腈水合酶生物转化法[1，2]。
① 硫酸水合法。
如下式所示，硫酸存在下，丙烯腈与水合成得到丙烯酰胺硫酸盐，与液氨发生中和反应得到丙烯酰胺和硫酸铵。
CH2=CHCN+H2O+H2SO4→CH2=CHCONH2·H2SO4
CH2=CHCONH2·H2SO4+2NH3→CH2=CHCONH2+（NH4）2SO4
反应时，过长的停留时间和过高的反应温度都会加剧副反应的发生，导致副产物聚合物和丙烯酸收率升高。该方法中严格控制反应物投料比是抑制副反应的关键。工艺上，丙烯酰胺的回收是成本最高也是难度最大的环节，常用方法是苯结晶提纯法和离子交换树脂法。
该方法投资大，原料消耗定额高，产生的废液对环境造成污染。
② 铜系催化剂催化法
铜基催化剂是催化丙烯腈水合反应生产丙烯酰胺的重要催化剂，近年来国际上对其研究十分活跃[2～4]，这类催化剂选择性和活性都较高，性质稳定、寿命较长，且催化效率高。
BASF开发了以Mn离子复合的铜-铬-硅酸盐复合体催化剂[5]。三井东压公司研发了乌曼铜或载于金属载体上的铜等悬浮催化剂。综合评价，雷尼铜类催化剂相对高效而廉价。人们做了大量改进工作，添加第三组分，改进原始合金冷却方式以提高其活性，但是选择性无法达到理想，不可避免的生成少量3-羟基丙腈。
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